Welche Hirnmechanismen bilden die Voraussetzung für das Phänomen des Bewusstwerdens von Informationsverarbeitungsprozessen?
Informationsverarbeitung in Nervennetzen beruht auf der Erregung von Nervenzellen und deren Übertragung und Weiterleitung. Die Erregungsausbreitung im Gehirn geht teilweise sehr schnell. Diese Prozesse haben mit Bewusstsein nichts zu tun. Da es sich jedoch meist um viele parallele Wege handelt, die sich immer wieder wechselseitig beeinflussen, bleiben im Zuge der Informationsverarbeitung einzelne Netzwerkteile, vor allem im posterioren Cortex, das heisst im hinteren Teil der Großhirnrinde, mitunter recht lange, teilweise mehrere Zehntelsekunden aktiv. Das ist die Grundlage der sogenannten Kurzzeitspeicherung von Information (über kurzzeitige Gedächtnisaktivierungen siehe Kapitel Gedächtnis). Wir gehen davon aus, dass Kurzzeitspeicherung eine der Voraussetzungen ist, die für das Bewusstwerden von Informationen wichtig sind.
Kurzzeitspeicherung
Man kann Kurzzeitspeicher-Vorgänge als längerdauernde Aktivierung sehr gut mit verschiedenen Methoden der Hirnforschung sichtbar machen. Viele Untersuchungen belegen jedoch, dass nicht jeder Kurzzeitspeicher-Inhalt bewusst erlebt wird. Also muss es für die Bewusstwerdung weitere Bedingungen geben. Man weiß, dass deutliche Erlebensprozesse im Zusammenhang mit bedeutsamen Wahrnehmungen (ich habe etwas gehört) und dem Entschluss zu Handlungen (ich möchte das tun) einhergehen. Nun ist es so, dass Bedeutsamkeit meist mit Handlungsrelevanz (da könnte etwas für mich zu tun sein) einhergeht und Entschlussfassungen (ich möchte etwas tun) mit Planungen. Das ist ein deutlicher Hinweis, dass eine Bewusstwerdung die Aktivität der sogenannten exekutiven, also planenden und die Handlungsausführung unterstützenden Teile, des Gehirns voraussetzt. Das passt zu den Befunden, die zeigen, dass bewusste, fokussierte Aufmerksamkeit ebenfalls auf Funktionen der exekutiven Strukturen beruht. Exekutiven Prozesse und fokussierte Aufmerksamkeit gehören zu den Funktionen des frontalen Cortex.
Rückläufige Aktivierungen ermöglichen eine längerdauernde Aktivität im Kurzzeitspeicher
Es gibt Anordnungen, in denen Bewusstseinsvorgänge direkt zum Gegenstand neuropsychologischer Beobachtung gemacht werden können. Meist handelt es sich darum, dass kleine Aufgaben gelöst werden müssen, wobei Hirnstromableitungen vorgenommen werden und anschließend festgehalten wird, welche Gedanken in welcher zeitlichen Zuordnung oder Reihenfolge existierten. In solchen Anordnungen zeigt sich, dass längerdauernde Aktivierungen in den exekutiven Hirnteilen meist mit einer gleichzeitigen Aktivierung in korrespondierenden Arealen anderer, meist weiter hinten gelegener Hirnteile einhergehen. Eine solche Aktivierung, sofern sie eine oder mehrere Zehntelsekunden anhält, gilt vielen Wissenschaftlern als wahrscheinliche Grundlage bewusster Erlebnisse.
Selbstbezug
Bewusste Erlebnisse weisen darüber hinaus, wie oben angedeutet, einen Bezug zum Selbst auf. Die bisherigen Annahmen über Bewusstheit reichen nicht aus, einen solchen Bezug herzustellen. Ein Mensch kann durchaus längere Zeit Autofahren und zugleich aufmerksam einem Beifahrer zuhören, der neben ihm spricht. Sowohl die Beobachtung des Verkehrs wie die Beachtung der gehörten Worte werden zu längerdauernden Aktivierungen in entsprechenden Hirnteilen führen. Dennoch hat dieser Mensch vielleicht nur dem Beifahrer bewusst zugehört, während die Lenkung des Autos entsprechend dem Verkehr automatisch erfolgte.
Eine Reihe von Experimenten aus verschiedenen Arbeitsgruppen lassen vermuten, dass nur Verarbeitungsprozesse bewusst werden, die Areale erreichen, die das Selbst repräsentieren. Solche Areale mit Selbstbezug findet man im sogenannten Medialen Frontalen Cortex (MFC), das ist ein Gebiet mitten im Inneren des Stirnhirns. Darüber wird im Kapitel über das Selbst ausführlich berichtet werden. Im MFC befindet sich nämlich auch das für das Selbstempfinden relevante Übergangsgebiet von Stirnhirnpol (dem Vorderende des Gehirns) und der sogenannten zingulären Rinde.
Die zinguläre Rinde ist eine auffallende Windung in der Großhirnmitte, die sich c-förmig von vorne nach hinten erstreckt. Über einen Teil davon, dem ACC, haben wir im Zusammenhang mit Anstrengung in den Kapiteln Aufmerksamkeit und Planen berichtet. Anstrengung ist eine bewusstseinsnahe Empfindung. Experimente zeigen, dass die gleiche Bewegung (zum Beispiel ein Klopfen mit dem Finger) einmal als gewollt und ein anderes Mal als automatisch bezeichnet wird, je nachdem, ob die Aktivität bei der Vorbereitung dieser Bewegung das genannte Übergangsgebiet mitumfasst oder nicht (siehe Forschungsüberblick und Forschungsbericht).
Zusammengenommen lassen sich Hirnprozesse, die Gegenstand des Bewusstseins sind, dadurch charakterisieren, dass sie mit vergleichsweise weiträumigen und zeitstabilen Aktivierungen verbunden sind, die im Stirnhirn das MFC mit einbinden.
Unbewusste Handlungsvorbereitung (oben ohne Einbeziehung des MFC und somit ohne Selbstbezug) und bewusster Handlungsplan (unten unter Einbeziehung des MFC und dadurch mit Selbstbezug)
Warum solche Bewusstheitsprozesse als individuelles Erleben für jeden Menschen eine so überaus zentrale Rolle spielen, ist damit nicht erklärt. Dies hängt möglicherweise mit der sozialen Bedeutung der spezifisch menschlichen Fähigkeit zur Selbstrepräsentation zusammen (siehe das Kapitel zum Selbst). Die Frage des Erkennens im sozialen Kontext versuchen die im nächsten Kapitel eingebundenen Videos zu erklären.
Gut zu wissen
Die meisten Informationsverarbeitungsprozesse verlaufen unbewusst. Bewusstheit stellt eher eine Ausnahme dar. Wir kennen die biologische Grundlage von Bewusstheit, die so bei Tieren nicht existiert. Fraglich bleibt zur Zeit noch, ob und welchen evolutiven Vorteil Bewusstsein besitzt. Allerdings sind bewusste Prozesse offenbar stets solche, deren Informationsverarbeitung zeitlich und räumlich ausgedehnt. Daher unterscheiden sie sich von kleineren und rascheren Prozessen, die unbewusst bleiben. Außerdem haben sie für den Organismus eine vorrangige Bedeutung, weil sie in Verbindung mit Selbst-relevanten Hirnarealen stehen.
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